Värähtelevän maailmankaikkeuden teoria

Näkymä Hubblen syvästä maailmankaikkeudesta. Universumi laajenee tällä hetkellä, mutta värähtelevän maailmankaikkeuden teorian mukaan tulee aika, joka sopimukset. Lähde: Wikimedia Commons.

Se Värähtelevän maailmankaikkeuden teoria o Syklinen maailmankaikkeus ehdottaa, että maailmankaikkeus laajenee ja supistuu toistaiseksi. Kalifornian teknologisen instituutin matemaatikko Richard Tolman (1881-1948) ehdotti sykkivää maailmankaikkeuden teoriaa matemaattisella pohjalla noin vuonna 1930.

Mutta idea ei ollut uusi Tolmanin aikaan, koska entiset vedalaiset pyhät kirjoitukset olivat jo ehdottaneet jotain samanlaista kuin 1500.C, toteaa, että koko maailmankaikkeus sisälsi kosmiseen munaa, jota kutsutaan Brahmanda.

Edwin Hubblen (1889-1953) ansiosta on todistettu, että maailmankaikkeus on tällä hetkellä laajentunut, mikä useimpien tähtitieteilijöiden mukaan kiihtyy tällä hetkellä.

Ehdotus värähtelevän maailmankaikkeuden teoriasta

Tolman ehdottaa, että maailmankaikkeuden laajeneminen tapahtuu isojen räjähdyksen alkuperäisen impulssin ansiosta ja lopettaa kerran sanottu impulssien lopettaminen painovoiman avulla.

Itse asiassa venäläinen kosmologi Alexander Friedmann (1888-1925) oli jo ottanut matemaattisesti ottaneet käyttöön vuonna 1922 ajatuksen maailmankaikkeuden kriittisestä tiheydestä, jonka alapuolella se laajenee ilman painovoimaa pystyvän estämään sen, kun taas sama painovoima estää laajentumisen ja aiheuttaa sen supistumisen, kunnes se saavuttaa romahduksen.

No, Tolman -teoriassaan hän ennustaa, että maailmankaikkeuden tiheys saavuttaa pisteen, jossa laajennus pysähtyy gravitaatiojarrun ansiosta ja supistumisvaihe alkaa, nimeltään Iso rypistyminen.

Big Crunch -esitys

Tämän vaiheen aikana galaksit tulevat lähemmäksi ja lisäämään valtavan uskomattoman tiheän massan, joka aiheuttaa ennustetun romahduksen.

Voi palvella sinua: tärkeimpien nesteiden 7 ominaisuutta

Teoria postuloi myös, että maailmankaikkeudella ei ole erityistä alkua ja loppua, koska se on rakennettu ja tuhoutuu vuorotellen miljoonien vuosien syklissä.

Ensisijainen asia

Useimmat kosmologit hyväksyvät suuren bang -teorian maailmankaikkeuden alkuperänä, joka muodostettiin suuren alkuperäisen räjähdyksen kautta, tietyllä aineen ja energian muodossa kuvittelemattoman tiheyden ja valtavan lämpötilan muodossa. 

Iso rypistyminen, pystysuuntainen akseli edustaa laajennusta tai supistumista ajasta riippuen

Tästä suuresta alkuperäisestä atomista syntyi tuntemamme alkuainekappaleet: protonit, elektronit ja neutronit, muodossa, jota kutsutaan ylem, Kreikkalainen sana, jota viisas Aristoteles oli käyttänyt viittaamaan ensisijaiseen aineeseen, kaiken aineen lähteeseen. 

Hän ylem Hän jäähtyy vähitellen laajentuessaan, muuttuen vähemmän tiheäksi kerrallaan. Tämä prosessi jätti säteilymerkin maailmankaikkeuteen, joka on tällä hetkellä havaittu: mikroaaltosäteilytausta.

Alkuperäiset hiukkaset alkoivat yhdistyä toisiinsa ja muodostavat kohteen, jonka tunnemme muutamassa minuutissa. Joten ylem Se muutettiin peräkkäin yhdeksi ja toiseksi aineeksi. Ajatus jstk ylem Se on se, joka antoi juuri sykkivän maailmankaikkeuden.

Sykeömäisen maailmankaikkeuden teorian mukaan ennen kuin saavutat tämän laajan vaiheen, jossa olemme nyt, on mahdollista, että nykyinen oli toinen universumi, joka supistui, kunnes se muodosti ylem.

Tai ehkä meidän on ensimmäinen tulevaisuudessa tapahtuvista syklisistä universumeista.

Big Bang, Big Crunch ja Entropy

Big Bang esiteltiin kahdessa ulottuvuudessa: tila ja aika

Tolmanin mukaan jokainen maailmankaikkeuden värähtelyjärjestys alkaa isolla bangilla, jossa ylem Se aiheuttaa kaiken tuntemamme aiheen ja päättyy suureen rypistykseen, romahdukseen, jossa maailmankaikkeus romahtaa.

Voi palvella sinua: Kenttätutkimus: Ominaisuudet, suunnittelu, tekniikat, esimerkit

Yhden ja toisen välisenä aikana maailmankaikkeus laajenee, kunnes painovoima pysähtyy.

Kuitenkin, kuten Tolman itse tajusi, ongelma on termodynamiikan toisessa laissa, joka vakuuttaa, että järjestelmän entropia - häiriöistä kärsivä - ei koskaan vähene.

Kuva kaikesta maailmankaikkeuden taivasta, joka on luotu yhdeksän vuoden WMAP -tietoista

Siksi jokaisen syklin tulisi olla pidempi kuin edellinen, jos ehkä maailmankaikkeus pystyi pitämään muistinsa edellisestä entropiastaan. Pidentämällä kunkin syklin kestoa, piste, jossa maailmankaikkeus yleensä laajenee määräämättömäksi ajaksi.

Toinen seuraus on, että tämän mallin mukaan maailmankaikkeus on rajallinen ja menneisyyden jossain kaukaisessa kohdassa oli oltava alkuperä.

Ongelman korjaamiseksi Tolman sanoi, että sisällyttämällä relativistinen termodynamiikka, tällaiset rajoitukset katoavat, mikä mahdollistaa määräämättömän supistumissarjan ja maailmankaikkeuden laajennukset.

Maailmankaikkeuden kehitys

Tiheysparametri määrittää maailman maailmankaikkeuden kolme mahdollista geometriaa

Venäläinen kosmologi Alexander Friedmann, joka oli myös suuri matemaatikko, löysi kolme ratkaisua Einsteinin yhtälöihin. Nämä ovat 10 yhtälöä, jotka ovat osa suhteellisuusteoriaa ja kuvaavat kuinka avaruus-aika on kaareva aineen ja painovoiman läsnäolon vuoksi.

Friedmannin kolme ratkaisua johtavat kolmeen maailmankaikkeuden malliin: yksi suljettu, toinen avoin ja kolmas kone. Näiden kolmen ratkaisun tarjoamat mahdollisuudet ovat:

• Laajentava maailmankaikkeus voi lopettaa laajentumisen ja urakoinnin uudelleen.
• Laajeneva maailmankaikkeus voi saavuttaa tasapainon.
• Laajennus voi jatkaa äärettömyyttä.

Iso rip

Big RIP -taiteellinen virkistys

Universumin laajennusaste ja siinä olevan aineen määrä ovat avaimet, joilla tunnistetaan kolmen mainitun oikea ratkaisu.

Voi palvella sinua: ongelman tausta: Konsepti ja esimerkit

Friedmann arvioi, että alussa viitattu kriittinen tiheys on noin 6 vetyatomia jokaiselle kuutiometrille. Muista, että vety ja helium ovat päätuotteita ylem Ison räjähdyksen ja maailmankaikkeuden runsasten elementtien jälkeen.

Tähän saakka tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että nykyisen maailmankaikkeuden tiheys on hyvin pieni, joten sen kanssa ei ole mahdollista tuottaa painovoiman, joka hidastaa laajentumista.

Sitten maailmankaikkeutemme olisi avoin maailmankaikkeus, joka voi päättyä suureen kyyneleen tai suureen rip -alueeseen, jossa aine on erotettu subatomisiksi hiukkasiksi, jotka eivät koskaan liity uudelleen. Tämä olisi tunnetun maailmankaikkeuden loppu.

Tumma aine on avain

Tumman aineen läsnäolo, kun kuva lähestyy gravitaatiolinssien tuottamia kaarevuuksia. Lähde: NASA/ESA

Mutta sinun on otettava huomioon tumman aineen olemassaolo. Tummaa ainetta ei voida nähdä tai havaita suoraan, ainakin toistaiseksi. Mutta sen painovoimavaikutukset kyllä, koska sen läsnäolo selittäisi monien tähtien ja järjestelmien gravitaatiomuutokset.

Kuten uskotaan, että tumman aine on jopa 90 % maailmankaikkeudesta, maailmankaikkeutemme voi olla suljettu. Tällöin painovoima pystyisi kompensoimaan laajentumisen, ottaen sen Big Crunchiin, kuten aiemmin on kuvattu.

Joka tapauksessa se on kiehtova idea, jolla on edelleen paljon alaa avoimia keinotteluun. Tulevaisuudessa on mahdollista, että tumman aineen todellinen luonne, jos se on olemassa, paljastetaan.

Tätä varten on jo kokeita kansainvälisen avaruusaseman laboratorioissa. Samaan aikaan myös maakokeissa suoritetaan tumman aineen saamiseksi normaalista aineesta. Tuloksen tulokset ovat avain maailmankaikkeuden todellisen luonteen ymmärtämiseen.